2.2.1. Thiết bị
Máy đo quang : UV-VIS CinTra 40 (ÚC) Máy lọc hút chân không
Máy đo pH: D52-HORIBA(Nhật), Bếp điện.
Cân điện tử ( độ chính xác 0,001 mg)
2.2.2. Dụng cụ
Cốc thuỷ tinh loại: 20; 50;100; 200; 300; 500;1000 ml Bình định mức: 25; 50; 100; 250; 500; 1000 ml
Pipet: 0,5; 1; 2 ; 5; 10; 20; 30 ml
Ống đong: 25; 50; 100; 200; 250; 500; 1000 ml Chai thuỷ tinh, chai nhựa sẫm, sáng màu.
Bình tia, chổi rửa, giấy thấm, giấy lọc.
Đũa thuỷ tinh, ống bóp, công tơ hút, ống xiphông. Bình hút ẩm
Bình hút chân không Bình chưng cất NH4+
2.2.3. Hoá chất
Đều sử dụng các loại PA của hãng Merck - Đức, nước cất 2 lần. 2.2.3.1. Các hoá chất dùng cho phân tích octophotphat.
1. Dung dịch chuẩn gốc PO43-
1000 ppm (mg/l) 2. Dung dịch pha loãng 10 ppm (mg/l)
3. Thuốc thử Amstrong: Hòa tan 122 ml H2 SO4 ( đặc) vào 800 ml nước cất. Sau đó thêm 10,5g Amonimolipdat và 0,3g kaliantimonyl tactrat (K(SbO)C4H4O6.1/2H2O) đun nóng cho đến khi hòa tan hoàn toàn, để
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
nguội rồi định mức 1000ml. Bảo quản dung dich trong chai sẫm mầu có nút để trong tủ lạnh.
4. Axit ascobic: Hoà tan 3g axit ascobic (C6H8O6) trong 100 ml nước cất 2 lần. Dung dịch ổn định 1 tuần ở 40
C.
2.2.3.2. Hoá chất dùng phá mẫu oxi hoá xác định P tổng. Axit H2SO4 đặc và amoni pesunfat (NH4)2S2O8
Dung dịch NaOH 3M và chỉ thị phenolphtalein * Quá trình phá mẫu oxi hóa xác định P tổng
Lấy 25ml nước cần phân tích + 0,5 ml axit H2SO4 đặc + 0,3 g amoni pesunfat,, đun trên bếp cách cát khoảng 2h cho đến khi thể tích cạn khoảng 1/3 thì bỏ ra và để nguội. Sau đó trung hòa dung dich bằng NaOH 3M
2.2.3.3. Hoá chất dùng cho phân tích amoni bằng thuốc thử phenat 1. Thuốc thử phenat:
a, Thuốc thử 1: Thuốc thử phenat
Lấy bình định mức 250ml. Hòa tan 8,75 g phenol (C6H7O) cộng với 100g đinatri nitropsusside (Na2[NO.Fe(CN)5].2 H2O) sau đó cho thêm 150 ml nước cất lắc đều cho hỗn hợp tan hết. Định mức 250ml, đựng dung dich trong chai thủy tinh màu nâu bảo quản ở nhiệt độ lạnh.
b, Thuốc thử 2: Dung dịch Citrat (C6H5O7Na3.2H2O)
Lấy bình định mức 100 ml. Hòa tan 1,40 g natri citrat cùng với 1,0 g NaOH cho 20ml nước cất hai lần lắc cho đến khi hòa tan hết. Sau đó định mức 100ml bằng nước cất 2 lần.
c. Thuốc thử 3: Dung dịch dichloroiso cyanuric (C2N3O3NaCl2Na.2H2O) Hòa tan 0,006g muối dichloroiso cyanuric (C2N3O3NaCl2Na.2H2O) bằng 100ml nước cất 2 lần.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
d, Thuốc thử hỗn hợp: Thuốc thử oxy hóa
Trộn thuốc thử 2 và thuốc thử 3 theo tỉ lệ thể tích 4: 1 ta được thuốc thử oxy hóa.
2. Dung dịch amoni gốc (1g NH4+
-N/l): Hoà tan 3,819g NH4Cl (đã được sấy khô ở 1000C) vào nước cất, định mức tới 1 lít, (1ml dung dịch này có chứa 1,0mg N hay 1,22mg NH3).
3. Dung dịch amoni làm việc (10mg NH4+
-N/l): Pha loãng 10 ml dung dịch amoni gốc tới 1 lít bằng nước cất trong bình định mức.
2.2.3.4. Hoá chất dùng cho phân tích NO2 bằng phương pháp so màu Azo - Dye 1. Dung dịch NaNO2 gốc (100mg NO2 - N/l): Hoà tan 0,149g NaNO2
(đã giữ trong bình làm khô 24 giờ) trong 500 ml nước cất, định mức tới 1000 ml, bảo quản bằng 2 ml clorofom CHCl3 chứa trong chai thuỷ tinh, bảo quản lạnh, sử dụng được trong 3 tháng.
2. Dung dịch NaNO2 làm việc (1mg NO2 - N/l): Lấy 10,00ml dung dịch NaNO2 gốc pha loãng và định mức bằng nước cất tới 1000ml.
3. Thuốc thử Azo - Dye.
Chuẩn bị bình định mức 1000 ml. Hòa tan 10g sunfanil amide (H2N-C6H4- SO2NH2) và 1g N-(1- Naphthy ethylendiamine dihydrochloride (C12H10Cl2N2).2HCl thêm 100 ml H3PO4 (đặc) cho 800 ml nước cất 1 lần để hòa tan. Chờ dung dich nguội rồi định mức 1000ml. Dung dịch đựng trong chai thủy tinh mầu nâu, bảo quản lạnh.
2.2.3.5. Hoá chất dùng cho phân tích NO3 bằng phương pháp trắc quang sử dụng cột Cd
a. Hóa chất
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
2. Dung dịch nitrat làm việc (1mg NO3 - N/l).
3 .Dung dịch NH4Cl – EDTA đậm đặc. Cân 13 g NH4Cl và 1,7 g natri etylen diamin tetra axetat (EDTA). Cho vào bình định mức 1l,thêm 900ml nước cất để hòa tan rồi định mức lên 1000ml
4.Dung dịch NH4Cl – EDTA làm việc: Pha loãng 300ml dung dịch NH4Cl – EDTA đậm đặc thành 500 ml bằng nước cất. Dung dịh này bảo quản trong trai thủy tinh hoặc trong trai nhựa.
5. Axit HCl 6N : Lấy 500 ml dung dich HCl đậm đăc pha thêm 500 ml nước cất.
6. Dung dịch CuSO4 5%.Lấy 10 g CuSO4.5H2O hòa tan trong 500 ml nước cất ta được dung dich CuSO4 5%.
b. Thuốc thử phân tích NO2 (tương tự phần 2.3.4) c. Quy trình phân tích
Phần 1: Chuẩn bị cột khử.
Cân 50g Cd hạt cho vào cột khử, rửa hạt Cd bằng 500ml dung dịch HCl 6N, tiếp tục rửa lại 3 lần nữa bằng nước cất 1 lần . Khuấy 50g Cd với 250 ml dung dịch CuSO4 5% cho đến khi mất màu xanh và những hạt keo Cu xuất hiện trong dung dịch. Rửa hạt Cd – Cu bằng nước cất 1 lần để loại bỏ kết tủa của Cu trong dung dịch. Chuẩn bị cột khử, nút đáy cột khử bằng bông thủy tinh để không cho hạt Cd – Cu lọt qua. Sau đó nhồi hạt Cd – Cu vào cột sao cho độ dài lõi hạt tối thiều là 30 cm. Sau khi nhồi xong lấy 500ml NH4Cl – EDTA làm việc để rửa cột.
Lưu ý: Không để cột Cd bị khô, nếu bi khô phải nhồi lại cột như phần 1. Khi không sử dụng cột phải ngâm trong dung dich NH4Cl – EDTA làm việc và hiệu suất cột khi khử < 75% cột Cd phải tái sinh lại.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chuẩn hóa dòng chảy qua cột với tốc độ 10ml/phút (tốc độ giọt 40 giọt/ phút) bằng dung dịch NH4Cl – EDTA làm việc.
Lấy 100ml mẫu (hoặc dung dịch chuẩn) đã qua lọc màng cho vào bình định mức 100ml cộng thêm 2ml dung dịch đệm, lắc đều rồi cho qua cột chạy (40 giọt /phút) phần đầu bỏ đi khoảng 40 ml.
2.3. Quá trình thực hiện 2.3.1. Quan trắc hiện trƣờng 2.3.1. Quan trắc hiện trƣờng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các chỉ tiêu hoá lý (DO, pH, Độ dẫn) được xác định ngay tại hiện trường bằng thiết bị đo nhanh (DO:21P-TOA(Nhật), pH: D52- HORIBA(Nhật), Độ dẫn: Sension5-HACH(Mỹ). Các thông số còn lại được xác định bằng cách lấy mẫu về và phân tích tại phòng thí nghiệm.
Bảng 2.2 : Dụng cụ đựng mẫu, điều kiện và thời gian bảo quản mẫu
STT Thông số phân
tích Chai đựng Điều kiện bảo quản
Thời gian bảo quản 1 COD PE 4 0 C, thêm 1ml H2SO4đ / 1lít mẫu 24h 2 Amoni PE 40C 24h 3 Nitrat PE 40C, lọc ngay 24h
4 Nitrit Thủy tinh 40C, lọc ngay 24h 5 Photphat PE 40C, lọc ngay 24h
6 BOD PE 40C 24h
7 pH Không bảo quản Ngay sau khi
lấy mẫu
8 DO Không bảo quản Ngay sau khi
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
9 Độ dẫn Không bảo quản Ngay sau khi
lấy mẫu
Khi tiến hành quan trắc tại hiện trường chúng tôi đã lập hồ sơ mẫu như: Địa điểm lấy mẫu, kí hiệu mẫu, thời gian lấy mẫu, các thông số đo nhanh, phương thức lấy mẫu và bảo quản mẫu, các ghi chú, nhận xét (về nguồn lấy mẫu, điều kiện thời tiết, trạng thái màu nước).
2.3.2. Phân tích tại phòng thí nghiệm
2.3.2.1. Nghiên cứu phương pháp xác định amoni NH4 +
2.3.2.1.1.Khảo sát các điều kiện tối ưu
a, Nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ thuốc thử hỗn hợp và thuốc thử phenat. - Chuẩn bị một dung dịch làm việc. Hút 1ml dung dịch NH4Cl làm việc (10mg NH4- N/ l) cho vào bình định mức 20ml. Định mức dung dịch bằng nước cất. Lấy thể tích thuốc thử hỗn hợp trong khoảng từ 0,5 3 ml và cố định lượng thuốc thử phenat theo thực nghiệm là 1ml sau đó lắc đều. Chờ lên màu rồi đo bằng máy UV – VIS CinTra tại bước sóng =640 nm từ đó ta tìm được lượng thuốc thử tối ưu ứng với giá trị Amax.
Tương tự như trên, lấy thể tích thuốc thử hỗn hợp cố định là 1,5ml và lượng thuốc thử phenat thay đổi ít từ 0,5 3 ml lắc đều. Chờ cho dung dich lên màu rồi đo bằng máy UV – VIS CinTra tại bước sóng =640 nm từ đó ta tìm được lượng thuốc thử tối ưu ứng với giá trị Amax.
Từ giá trị Amax ta nhân thấy tỉ lệ thuốc thử hỗn hợp và thuôc thử phenat là 11,5
b, Nghiên cứu độ bền của phức màu NH4+ bằng thuốc phenat theo thời gian Chuẩn bị một dung dịch màu bằng cách: Hút 1 ml dung dịch NH4Cl làm việc (10 mg NH4+
-N/l) cho vào bình định mức 20 ml. cộng thêm 1,5 ml thuốc thử hỗn hợp và 1ml thuốc thử phenat rồi lăc đều cho hỗn hợp hòa lẫn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
với nhau. Định mức đến vạch. Đo mật độ quang trên máy UV- VIS CinTra 40 tại bước sóng lý thuyết 640 nm trong khoảng thời gian từ 5 120 phút. Từ đó tìm được khoảng thời gian tối ưu ứng với giá trị mật độ quang ổn định và lớn nhất.
c, Đo phổ hấp thụ electron của dung dịch màu
Chuẩn bị một dung dịch màu (có nồng độ 0,5 mg NH4 +
-N/l) ở các điều kiện tối ưu đã chọn, quét phổ của dung dịch màu trong dải bước sóng từ 400 800 nm, từ đó ta chọn được giá trị max ứng với trị số Amax.
Tương tự như trên, ta chuẩn bị một loạt dung dịch màu ở các nồng độ từ 0,5 1,0 mg NH4 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+
-N/l, quét phổ của loại dung dịch màu trên máy trong khoảng bước sóng từ 400 800 nm, so sánh các giá trị max của các phổ ở các nồng độ khác nhau. Nếu chúng có cực đại hấp thụ ở cùng một bước sóng, chứng tỏ hợp chất màu bền, ổn định và có thành phần các cấu tử trong phản ứng đúng bằng quan hệ tỉ lượng. Đó là bước sóng thực nghiệm tối ưu, được sử dụng cho các phép đo [20].
2.3.2.1.2. Xây dựng đường chuẩn xác định amoni NH4 +
Chuẩn bị một dãy dung dịch màu chuẩn trong các bình định mức 20 ml có nồng độ lần lượt là 0,05; 0,10; 0,40; 0,80; 1,00 mg NH4+
-N/l ở các điều kiện tối ưu đã chọn. Đo quang của loạt dung dịch màu trên máy UV – VIS CinTra 40 tại giá trị max, đường chuẩn sẽ được thiết lập. Dung dịch nền được chuẩn bị tương tự, nhưng không chứa amoni.
2.3.2.1.3. Đánh giá độ tin cậy của đường chuẩn xác định amoni NH4 +
Chuẩn bị một số dung dịch amoni đã biết chính xác nồng độ (nằm trong khoảng tuyến tính của đường chuẩn). Tiến hành tạo phản ứng màu như khi xây dựng đường chuẩn và xác định lại nồng độ theo đường chuẩn. Lặp lại phép đo nhiều lần và xử lý kết quả đo bằng thống kê toán học [27].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
2.3.2.2. Nghiên cứu phương pháp xác định nitrit NO2 -
2.3.2.2.1.Khảo sát các điều kiện tối ưu
a, Ảnh hưởng của tỉ lệ thể tích thuốc thử /NO2-
Chuẩn bị 9 bình định mức 50 ml. Hút lần lượt các thể tích 5 ml dung dịch NaNO2 làm việc (1mg NO2 – N/1) cho vào mỗi bình rồi định mức bằng nước cất 1 lần.Thêm lần lượt thuốc thử từ 0 4ml. Đợi màu phát triển ổn định, đo mật độ quang của loạt dung dịch màu. Ta sẽ tìm được khoảng giá trị thể tích thuốc thử tối ưu, ứng với giá trị mật độ quang ổn định và lớn nhất.
b, Ảnh hưởng của thời gian đến độ bền của phức màu azo.
Chuẩn bị một dung dịch màu: Hút 5 ml dung dịch NaNO2 làm việc (1mg NO2- - N/l) cho vào bình định mức 50 ml, định mức bằng nước cất 1 lần cho đền vạch. Thêm vào bình 2 ml dungdich thuốc thử Azo - Dye. Tiến hành đo mật độ quang của dung dịch màu tại các thời điểm trong khoảng 0 30 phút. Từ đó tìm được khoảng thời gian tối ưu ứng với giá trị mật độ quang ổn định nhất.
c, Đo phổ hấp thụ electron của phức màu azo.
Chuẩn bị một dung dịch màu: Hút 5 ml dung dịch NaNO2 làm việc (10mg NO2- N/l) cho vào bình định mức 50 ml, định mức bằng nước cất đến vạch. Thêm vào bình 2 ml dung dịch thuốc thử Azo – Dye. Sau 15phút, đo mật độ quang của phức màu trong dải bước sóng = 300 800 nm trên máy UV – VIS CinTra 40. Dung dịch nền được chuẩn như trên, nhưng không có NO2
-: Từ phổ đồ thu được ta tìm được giá trị max ứng với Amax. Có thể khảo sát phổ của loạt dung dịch màu ở các nồng độ nitrit khác nhau, để hỗ trợ xác định tìm bước sóng tối ưu.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chuẩn bị 6 bình định mức 50 ml. Hút lần lượt các thể tích ; 0,1; 0,25; 0,5; 1,0; 2,5; 5,0 ml dung dịch NaNO2 làm việc (10 mg NO2
-
N/l) cho vào các bình, định mức đến vạch. Thêm vào mỗi bình 2 ml thuốc thử Azo - Dye. Sau 15phút, đo mật độ quang của dãy dung dịch phức màu tại bước sóng max = 540nm trên máy UV – VIS CinTra 40. Dung dịch nền được chuẩn bị tương tự nhưng không có nồng độ NO2
-. Đường chuẩn sẽ tự thiết lập sau khi đo quang kết thúc.
2.3.2.2.3. Đánh giá độ tin cậy của đường chuẩn xác định nitrit NO2 -
Chuẩn bị một số dung dịch đã biết chính xác nồng độ NO2—N, tiến hành tạo phản ứng màu như khi xây dựng đường chuẩn và xác định lại nồng độ theo đường chuẩn, lặp lại phép đo nhiều lần và xử lý kết quả đo được bằng thống kê toán học [27].
2.3.2.3. Nghiên cứu phương pháp xác định photphat PO4 3-
2.3.2.3.1.Khảo sát các điều kiện tối ưu
a, Ảnh hưởng của pH đến sự hình thành hợp chất màu xanh molipden. Chuẩn bị 15 bình định mức 100 ml, lấy vào mỗi bình 2 ml dung dịch photphat chuẩn KH2PO4 (10 mg P/l). Định mức bằng nước cất 1 lần đến vạch. Sau đó thêm 1 giọt chỉ thị phenolphtalein, nếu xuất hiện màu hồng, thêm từ từ từng giọt dung dịch H2SO4 5N đến khi vừa mất màu. Điều chỉnh pH của các dung dịch trong bình thay đổi trong khoảng 0,00 1,80 bằng dung dịch H2SO4. Thêm lần lượt vào mỗi bình 5 ml thuốc thử amstrong và 1ml axit ascobic lắc kỹ. Đợi màu phát triển ổn định, đo mật độ quang của loạt dung dịch màu trên máy UV - VIS CinTra 40 ở bước sóng lý thuyết 880 nm [38]. Từ kết quả thu được, tìm được giá trị mật độ quang A ổn định ứng với khoảng pH tối ưu.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Phản ứng tạo màu xanh molipden thường bị ảnh hưởng bởi nhiều chất cản trở như: SiO32- , AsO4 3- , NO2 - , F-, Cl-, S2-... Trong thực tế, nồng độ của các ion AsO43-, NO2-, F-, Cl-, S2-... trong nước mặt thường nhỏ, chưa đủ lớn để gây ảnh hưởng đến kết quả phân tích (giới hạn gây ảnh hưởng khi hàm lượng F-
, Cl- ≥ 70 mg/l; NO22- ≥ 1 mg/l) [9], [16], [39]. Nhưng hàm lượng ion SiO32- trong nước mặt thường tương đối cao, sẽ gây ảnh hưởng cản trở đáng kể đến phản ứng tạo màu, do đó cần được khảo sát kỹ. Ta khảo sát hai trường hợp:
- Trường hợp 1: Mẫu phân tích có chất cản trở silicat, và sử dụng thuốc thử amstrong không có kaliantimonyl tactrat K(SbO)C4H4O6.1/2H2O:
Thuốc thử amstrong gồm: 122 ml H2SO45N + 800 ml nước cất,sau đó thêm10,5 amoni Molipdat.
Axit ascobic: Hóa tan 3g axit ascobic trong 100m nước cất.
Chuẩn bị 7 bình định mức 100 ml, hút vào mỗi bình 2 ml dung dịch photphat chuẩn KH2PO4 (10 mg P/l). Thêm vào mỗi bình các thể tích dung dịch Na2SiO3 khác nhau, sao cho nồng độ của Si trong các dung dịch đó là: 0; 2; 5; 10; 20; 40; 60 mg Si/l. Thêm 1 giọt chỉ thị phenolphtalein, nếu xuất hiện